KR20190087074A - Multi-layer photovoltaic generation system with retroreflector and electric power pump - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 재귀반사판, 전력펌프, 방향조절기 등을 이용하여 음영장해를 개선하면서 태양전지를 다층 구조로 집적 건설토록 하는 태양광 발전설비에 관한 기술이다. The present invention relates to a photovoltaic power generation facility for integrating and constructing solar cells in a multi-layer structure while improving shading disturbance by using a recursive reflector, a power pump, a direction adjuster and the like.
자연현상을 재생에너지원으로 이용하는 발전설비 기술에는 풍력, 파력, 조력, 태양광 등이 있으며, 각각 풍력발전기, 파력발전기, 조력발전기, 태양광발전기(이하 태양전지라 한다)로 불리고 있다. 이로부터의 발전 전력은 교류(AC)를 출력하거나 직류(DC)를 출력하도록 구성된다. 직류를 출력하는 경우 부하단으로는 컨버터를 경유하여 전력을 공급하되 에너지를 저장하는 축전기가 보조적으로 부가될 수 있다. 직류 출력에 인버터를 연결하면 교류로 변환된다.Wind power, wave power, tidal power, and solar power are used as power generation facilities that use natural phenomena as renewable energy sources. They are called wind power generators, wave power generators, tidal generators, and solar power generators (hereinafter referred to as solar power generators). The generated electric power is configured to output an alternating current (AC) or a direct current (DC). In the case of outputting direct current, a capacitor for storing energy may be supplementarily provided to the lower stage via a converter. When the inverter is connected to the DC output, it is converted to AC.
자연력인 태양광은 맑은 날과 흐린 날의 차이는 물론 아침과 저녁 무렵 및 지역에 따른 일조량 변화를 항상 수반하게 되는데, 이에 따라 태양전지는 계절 또는 일중 시간에 따라 전력생산이 일정하지 못한 취약점이 있다.Solar power, which is a natural power, is always accompanied by sunshine and cloudy days, as well as morning and evening sunshine and sunshine changes depending on the region. Therefore, the solar cell has a weak point in power production depending on the season or daytime .
도 1은 태양광 발전설비에 가해지는 1일 중 일조량의 변화를 곡선으로 묘사한 그림이다. 여기서 레벨 A는 맑은 날의 햇볕으로 유효전력을 얻을 수 있는 수준을 나타내고, B는 흐린 날의 햇볕으로 유효전력을 얻을 수 있는 수준을 나타내는데, 발전설비의 출력 기준점을 흐린 날에도 유효전력을 얻을 수 있는, B점으로 하려면 태양전지 셀의 수량을 증가시켜야 하므로, 그로 인하여 오히려 맑은 날에는 내부 전력손실이 크게 되고, 설치장소를 확대해야 하는 등의 문제가 발생된다. 여기서 유효전력이란 발전설비에서 생산되는 전력이 부하단에서 실질적으로 활용될 수 있는 수준을 말한다. 예를 들어 부하단이 24V를 요구하는 축전기라면 발전기에서 출력되는 전력은 24V 이상이 되어야만 축전기를 충전할 수 있는 유효전력이 된다라는 의미이다. Fig. 1 is a graph depicting a change in the amount of sunshine per day during a solar power generation facility. Here, level A represents the level at which the active power can be obtained on a sunny day, and B represents the level at which the active power can be obtained in the cloudy sunlight. The number of solar cells must be increased in order to obtain the point B, which results in a large internal power loss on a clear day, and an increase in installation space. Here, the effective power refers to the level at which the power generated by the power generation facility can be substantially utilized at the lower end. For example, if the negative terminal is a capacitor requiring 24V, it means that the output power from the generator is more than 24V, which is the effective power to charge the capacitor.
후술하는 바의 도 6a 내지 도 6d는 대한민국 특허출원 제10-2015-0008277호(2015.01.16.) 및 대한민국 특허출원 제10-2017-0153635호(2017.11.17.)는 재생에너지 발전설비의 전력레벨 천이 장치에 관한 것으로서, 태양전지 셀의 수량을 증가시키지 않고도 맑은 날이든 흐린 날이든 상시 유효전력으로 전력생산이 이루어질 수 있도록 착상된 발명이다. 즉 상기 선행기술은 상기 셀 수량을 증가하지 않더라도 흐린 날 등 태양의 광력이 약해지면 태양전지 발전설비로부터의 생산전력과 외부전원으로부터의 보충전력을 결합하는 방법으로 출력전력을 유효전력 상태로 천이(증폭)시킨다.6A to 6D, which will be described later, show that the Korean patent application No. 10-2015-0008277 (2015.01.16.) And the Korean patent application No. 10-2017-0153635 (November 17, 2017) Level shifting device, and it is an invention conceived so that electric power can be produced with a constant active power regardless of whether it is a clear day or a cloudy day without increasing the number of solar cells. That is, if the solar power is weakened, such as a blurred edge, even if the cell quantity is not increased, the prior art will shift the output power to the active power state by combining the production power from the solar cell power plant and the supplementary power from the external power source Amplification).
한편, 태양전지는 그림자에 취약한, 소위 음영 장해를 수반하므로, 현대의 태양전지 발전설비는 통상 1일 4시간 정도(도 1 참조)의 일조기간 동안 활용으로 제한되고, 또한 이 기간 중 태양전지 표면에 태양광이 잘 비추어지도록 태양전지판의 각도를 설정하는 한편, 인근의 태양전지판에 그림자로 장해를 주지 않도록 일정 이상의 간격으로 벌려서 설치하는 단층 구조로 시설해 왔다. 하지만 앞으로 태양광 발전설비가 확대 설치되면 이러한, 특히 단층 구조만으로는 시설부지의 확보가 어려워지는 문제가 발생된다. On the other hand, since the solar cell is accompanied with a so-called shade failure which is vulnerable to shadows, modern solar cell power generation facilities are usually limited to use during a daylight period of about 4 hours per day (see FIG. 1) The solar panel angle is set so that the sunlight shines on the sunlight and the solar panel is installed in a single layer structure spaced apart at a predetermined interval so as not to disturb the nearby solar panel with shadows. However, if the photovoltaic power generation facilities are expanded and installed in future, it will become difficult to secure the facilities site only by such a single layer structure.
다른 한편으로, 태양광을 받아들여 이를 얼마만큼의 전기에너지로 변환할 수 있느냐의 태양전지 효율 측면에서는 1954년 개발 당시에 4%이던 것이 그로부터 60년이 지난 지금에는 20%에 이를 정도로 개량 발전을 거듭해왔다(출처; 한국정보통신기술협회, IT용어사전). 그러나 이것은 광학적으로 고려해보면 입사되는 광력 중 20% 정도가 에너지로 변환되고 나머지 80%는 반사광이 되어 대기 중에 분산되는 것이라고 생각해 볼 수 있으므로, 전기전자적인 재료기술과는 별도로 광학기술 면에서도 개선을 검토할 필요성이 대두된다. On the other hand, in terms of the efficiency of solar cells to accept sunlight and convert it to electric energy, it was 4% at the time of development in 1954, and 60 years after that, it now has improved to 20% (Source: Korea Information and Communications Technology Association, IT Glossary). However, considering that it is considered that 20% of the incident light is converted into energy and the remaining 80% is reflected light and dispersed in the atmosphere, it is considered to be improved from the viewpoint of optical technology separately from the electric and electronic material technology There is a need to do so.
본 발명은 선행기술을 감안하면서 상기 시설부지 확보의 어려움과 반사광 재활용의 고심을 한 결과 상기 대기 중에 분산되는 반사광을 재귀반사판으로 되돌려 활용함으로써 결국 선행기술인 전지전자적 착상과 새로운 광학적 착상을 융합하여 태양전지를 다층으로 시설하는 신 개념의 기술을 개시한 발명이다. In consideration of the prior art, the present invention is based on the difficulty in securing the facility site and the reflection of the reflected light. As a result, the reflected light dispersed in the air is returned to the retroreflective plate so that the battery electronic conception and the new optical conception, Which is a multi-layered structure.
본 발명의 제1목적은 태양광 발전설비의 집적도를 높여서 좁은 부지에서도 많은 태양광 발전설비를 수용할 수 있는 여건을 제공하고자 함에 있다.A first object of the present invention is to provide a solar power generation facility with a high degree of integration so that it is possible to accommodate many photovoltaic power generation facilities in a narrow site.
본 발명의 제2목적은 전기전자적인 제어기술, 광학적인 제어기술 및 기계기구적인 제어기술을 융합하여 태양광의 집광 능력 및 태양광의 재활용 능력을 동시에 향상시키는 기술을 개시하고자 함에 있다.A second object of the present invention is to disclose a technique for simultaneously enhancing the condensing ability of sunlight and the recycling ability of sunlight by fusing electric / electronic control technology, optical control technology, and mechanical mechanical control technology.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예인 태양전지 발전설비는 :According to an aspect of the present invention, there is provided a solar cell power generation facility including:
태양광으로 전력을 생산할 수 있는 적어도 하나의 태양전지;At least one solar cell capable of producing power by solar light;
태양광을 반사하는 적어도 하나의 반사판;At least one reflector reflecting sunlight;
상기 반사판으로부터의 반사광 및 태양으로부터의 직사광이 함께 상기 태양전지로 공급되어서 전력 생산이 이루어지는 구성을 포함하는 것을 특징으로 한다. And the reflected light from the reflection plate and the direct light from the sun are supplied to the solar cell together to produce electric power.
여기서, 상기 반사판은 평면이고 태양의 고도에 따라 각도가 조절되도록 구성되거나, 반구형 곡면으로 되어서 태양의 고도 변화에도 불구하고 상기 반사광이 상기 태양전지로 향하도록 구성된 것일 수 있다. 상기 태양전지에는 태양을 향해 방향을 조절하는 제어부 및 상기 제어부의 조절에 따라 상기 태양전지를 회전시키는 로터부에 연동되는 기계기구구조부의 구성을 더 포함할 수 있으며, 상기 태양전지에는 일기에 따른 태양전지의 생산전력을 감지하여 유효전력 미만일 때 보충전력을 공급하여 상기 생산전력을 유효전력 이상으로 증가시키는 전력펌프부의 연동 구성을 더 포함할 수 있다.Here, the reflection plate is planar and configured to adjust the angle according to the altitude of the sun, or may be a hemispherical curved surface so that the reflected light is directed to the solar cell despite the altitude change of the sun. The solar cell may further include a control unit for controlling the direction toward the sun and a mechanism structure unit for interlocking with the rotor unit for rotating the solar cell according to the control of the control unit. And an interlocking configuration of the electric power pump unit for detecting the production electric power of the battery and supplying supplemental electric power when the electric power is less than the effective electric power to increase the production electric power to more than the effective electric power.
또한 상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예인 태양전지 발전설비는 :According to another aspect of the present invention, there is provided a solar cell power generation facility including:
태양광을 받아 전력을 생산할 수 있는 태양전지;A solar cell capable of generating electricity by receiving sunlight;
상기 태양전지를 적어도 둘 이상의 다층으로 설치할 수 있는 구조의 포스트;A post having a structure in which the solar cell can be installed in at least two or more layers;
상기 태양전지의 표면에서 반사된 태양광을 재귀시키는 적어도 하나 이상의 재귀반사판;At least one retroreflector for recirculating solar light reflected from a surface of the solar cell;
상기 포스트로서 상기 태양전지를 다층으로 격납하되 층별 격납되는 상기 태양전지 사이에 상기 재귀반사판을 게재 삽입함으로써, And the retroreflector is inserted between the solar cells stored in the layer as the posts to store the solar cells in multiple layers,
상기 재귀된 반사광이 상기 층간 태양전지로 공급되어서 전력 생산이 이루어지는 구성을 포함하는 것을 특징으로 한다. And the reflex reflected light is supplied to the interlayer solar cell to produce electric power.
상기 각 일실시예에서 재질 상으로 상기 반사판 또는 재귀반사판은 태양광을 도파하는 광섬유 유도관 또는 금속성 도파관으로 구성될 수 있으며, In one embodiment, the reflector or the retroreflector may be composed of an optical fiber induction tube or a metallic waveguide that guides sunlight,
구조상으로 상기 재귀반사판은 평면 형상이고 태양의 고도에 따라 각도가 조절되거나 곡면 형상으로서 태양의 고도 변화에 불구하고 상기 재귀된 반사광이 상기 태양전지를 향하도록 구성된 것일 수 있다. The recursive reflector may have a planar shape and may be configured such that the recurrent reflected light is directed to the solar cell despite the altitude change of the sun as an angle or curved shape depending on the altitude of the sun.
또한 상기 재귀반사판은 태양의 고고도 범위 내지 저고도 범위에 대응하여 적어도 둘 이상의 반사각도로 구분된 제1반사판 및 제2반사판일 수 있는데, The retroreflector may be a first reflector and a second reflector that are divided into at least two reflection angles corresponding to the altitude range or the low altitude range of the sun,
상기 제1반사판 및 제2반사판은 구면반사판, 평면반사판 중 선택된 어느 하나 또는 둘을 혼합한 것이되 각각 반사각이 다르게 구분 배치된 것이거나, The first reflection plate and the second reflection plate may be a mixture of one or two selected from a spherical reflection plate and a flat reflection plate,
표면이 곡면으로 된 구면반사판이되 그 중 하나는 확산형 구면반사체이고 다른 하나는 집광형 구면반사체로서 구분 배치될 수 있다. One is a diffuse spherical reflector and the other is a spherical reflector with a curved surface.
이때 상기 재귀된 반사광은 상기 태양전지와 상기 재귀반사판 사이를 왕복 경유하면서 인근의 태양전지 다층 그룹으로 관통 전파되도록 배열되거나, 상기 재귀반사판은 수평 및 수직으로 배치되어서 상기 재귀된 반사광이 폐쇄된 공간 내에서 재귀를 반복하다가 소멸하도록 구성된 것일 수 있다.At this time, the recurrent reflected light is arranged to propagate through the solar cell multi-layer group while passing through the solar cell and the recursive reflector, and the recurrent reflection plate is arranged horizontally and vertically, It may be configured to repeat recursion and then to disappear.
또한, 상기 포스트 하단의 바닥을 반사재로 도포하여 재귀반사광이 상하 입체적인 다방면에서 가해지도록 구성할 수도 있다.In addition, the bottom of the post may be coated with a reflective material so that the retroreflected light may be applied in various upper and lower three dimensional surfaces.
한편, 상기 다층 태양전지에는 태양전지로부터의 생산전력을 감지하여 유효전력 미만일 때 보충전력을 공급하여 상기 생산전력을 유효전력 이상으로 조절하는 전력펌프부의 연동 구성을 더 포함할 수 있으며, 특히 태양광의 광력이 서로 다르게 비추어지는 섹터끼리의 생산전력을 결합하는 전력집합부를 통해 태양광 발전설비의 출력 루트를 이루되, 상기 전력집합부의 앞단에서 상기 각 태양전지의 생산전력을 감지하여 유효전력 미만인 층 또는 섹터가 감지될 경우 해당 층 또는 섹터에 대하여 보충전력을 공급함으로써 전체 태양전지의 생산전력을 유효전력 이상으로 조절하는 전력펌프부의 연동 구성으로도 실시될 수 있다. The multi-layer solar cell may further include an interlocking structure of a power pump unit that detects production electric power from the solar cell and supplies supplementary electric power when the electric power is less than the effective electric power to regulate the produced electric power to more than the effective electric power. A power generation unit for generating output routes of the photovoltaic power generation units through a power collecting unit that combines the production power of the sectors illuminated by different light powers, And a power pump unit that regulates the production power of the entire solar cell to be higher than the effective power by supplying supplementary power to the corresponding layer or sector when a sector is detected.
또한 상기 포스트는 태양전지의 방향을 조절하는 제어부 및 상기 제어부의 조절에 따라 상기 포스트를 회전시키는 로터부에 연동되는 구성을 더 포함할 수 있다.The post may further include a control unit for controlling the direction of the solar cell and a configuration for interlocking with the rotor unit for rotating the post according to the control of the control unit.
위와 같은 목적의 본 발명에 의하면 적은 부지 면적으로도 효율적인 태양광 발전설비를 설치할 수 있는 기술적 여건이 마련되므로, 구조물의 공통 활용에 의한 건설비 축소, 시설관리의 집중성 및 용이성 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a solar power generation facility with an efficient solar power generation facility with a small area, so that the construction cost can be reduced by common utilization of structures, and the concentration and ease of facility management can be obtained.
본 발명에 의하면 수평면 내에서 태양광 방향을 추적하고, 태양전지로부터 반사되어 흩어지는 태양광을 모아서 반복적으로 재활용 내지 광 증폭하는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect of tracking sunlight direction in a horizontal plane, collecting scattered sunlight reflected from a solar cell, and repeatedly recycling or amplifying the light.
기술적인 측면에서 본 발명은 음영 장해를 극복하는 전기전자분야 측면의 선행 증폭기술과 광학분야 측면의 새로운 증폭기술을 융합하면서 특히 불용화 되었던 태양전지판 하부 공간에 재귀반사판을 설치 구성함으로써, 수평면 내 공간적인 확장 없이도 태양광의 실질적인 집광 효과를 증대시켜 시설부지를 경감하는 효과를 얻을 수 있는 것이다.From the technical point of view, the present invention can be applied to a solar cell system in which a retroflex reflector is installed in a space below a solar cell panel, which is particularly insoluble, by blending the prior art amplification technology on the side of the electric field and the new amplification technology on the optical field side, It is possible to increase the substantial light collecting effect of the sunlight without the need for expansion, thereby reducing the facility site.
나머지 각 구성요소별로 나타나는 구체적인 효과는 각 실시예를 설명하면서 해당 실시예에서 개시하기로 한다. Specific effects appearing in the remaining components will be described in the embodiments while explaining each embodiment.
도 1은 태양광 발전설비(태양전지)에 가해지는 1일 중 일조량의 변화를 곡선으로 묘사한 그림.
도 2는 맑은 날의 정오 무렵 태양전지에서 생산되는 전력이 유효전력 이상이 되어 부하단으로 공급되는 모습을 묘사한 그림.
도 3은 흐린 날 또는 맑은 날의 아침저녁 무렵 태양전지에서 생산되는 전력이 유효전력 미만이 되어 부하단으로 공급되지 못하는 모습을 묘사한 그림.
도 4는 유효전력 미만인 도 3의 상태에서 보충전력을 공급하여 유효전력 이상으로 조절한 모습을 묘사한 그림.
도 5a는 도 4에서 보충전력을 적게 공급, 도 5b는 도 4에서 보충전력을 크게 공급, 그리고 도 5c는 태양광의 강도 변화에 따라 보충전력이 자동으로 가감 공급되어서 유효전력 이상으로 조절되는 모습을 나타낸 그림.
도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d는 태양전지 발전설비에서 보충전력을 공급하는 전력펌프부의 구체적인 구성 및 작용을 설명하는 도면.
도 7은 태양전지 발전설비의 형상적 구조 및 태양광이 입사되는 모습을 나타낸 사시도.
도 8 및 도 9는 본 발명의 태양광 반사판의 원리를 나타낸 사시도 및 그 작용을 설명하는 사시도.
도 10은 단순한 다층 태양전지 발전설비의 구조 및 다층 태양전지 발전설비에서 음영 장해가 나타나는 모습을 나타낸 단면도.
도 11a는 도 10의 다층 태양전지 발전설비가 무리(그룹) 지어서 배열될 때 음영 장해가 심화되는 모습을 나타낸 단면도.
도 11b는 무리 지어 배열된 다층 태양전지 발전설비에서 태양의 고도가 낮아지면 음영 장해가 더욱 심화되는 현상을 나타낸 단면도.
도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 일실시예를 다양하게 묘사한 단면도.
도 13은 재귀된 반사광이 인근의 무리(그룹)로 통광되지 않고 태양전지 표면과 재귀반사판 사이의 밀폐된 공간을 왕복하면서 광량이 증폭되는 모습을 나타낸 단면도.
도 14는 태양의 위치에 따라 태양전지의 방향이 조절되는 본 발명의 일실시예를 도시한 제어기구부 도면.
도 15는 광학적인 재귀반사판, 기계적인 제어기구부 및 전기전자적인 전력펌프부를 결합 연동한 본 발명의 일실시예를 기능블록으로 나타낸 다이어그램.FIG. 1 is a graph depicting a change in daylight quantity during a day applied to a solar cell (solar cell).
Fig. 2 is a diagram depicting how the power generated by the solar cell at about noon on a clear day is supplied to the subordinate as it becomes more than the active power.
FIG. 3 is a diagram depicting a state in which the power generated by the solar cell is less than the effective power in the morning and evening on a cloudy day or a clear day, and is not supplied to the bottom stage.
FIG. 4 is a diagram depicting a state in which supplementary electric power is supplied in the state of FIG.
FIG. 5A shows a state in which supplementary electric power is supplied in a small amount in FIG. 4, FIG. 5B shows a state in which supplementary electric power is supplied in a large amount in FIG. Picture shown.
6A, 6B, 6C, and 6D are views for explaining the specific configuration and operation of a power pump unit for supplying supplemental power in a solar cell power plant.
7 is a perspective view showing a configuration of a solar cell power generation facility and a state in which sunlight is incident.
8 and 9 are perspective views showing the principle of the solar reflector of the present invention and a perspective view explaining its operation.
10 is a cross-sectional view showing a structure of a simple multi-layer solar cell power generation facility and a state in which a shadow obstacle appears in a multi-layer solar cell power generation facility.
FIG. 11A is a cross-sectional view showing a state in which a shading fault is intensified when the multi-layer solar cell power generation facilities of FIG. 10 are arranged in a group; FIG.
FIG. 11B is a cross-sectional view illustrating a phenomenon in which shading disturbance is further intensified when the altitude of the sun is lowered in a multi-layered solar cell power plant arranged in a stack.
Figures 12A through 12E are cross-sectional views illustrating various embodiments of the present invention.
13 is a cross-sectional view showing a state in which the amount of light is amplified while the recurrent reflected light travels through a closed space between the surface of the solar cell and the recursive reflector without passing through to a nearby group (group).
FIG. 14 is a control mechanism diagram showing an embodiment of the present invention in which the direction of the solar cell is adjusted according to the position of the sun; FIG.
Fig. 15 is a functional block diagram of an embodiment of the present invention in which an optical retroreflector, a mechanical control mechanism, and an electric / electronic power pump unit are coupled together.
구체적인 설계는 실시단계에서 더 부가 또는 변형될 수 있으나, 대표적인 바람직한 구성을 하나씩 들어 도시 설명하는 이하 구성 및 작용 설명만으로도 본 발명의 기술사상을 잘 알 수 있을 것이다. 다만 이하 실시예로 도시한 회로 내지 구성요소 간 연동체계는 본 발명을 한정하는 의미가 아니며, 구현 설계에 따라 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 실시예가 존재할 수 있다.The specific design may be further added or modified in the implementation step, but the technical idea of the present invention can be well known by the following description and operation explanation, which represent typical preferred configurations one by one. It should be understood, however, that there is no intention to limit the present invention to the circuit or component interlocking system shown in the following embodiments, and various embodiments may exist within the technical scope of the present invention in accordance with the implementation design.
특히 본 발명은 세부 구성요소에서 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정한 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 자세히 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서는 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.In particular, the present invention is susceptible to various modifications and alternative constructions in the details and specific embodiments thereof are shown in the drawings and will be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 즉 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되는 것으로, 예를 들어 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. That is, the terms are used only for the purpose of distinguishing one element from another, for example, the first element may be named as the second element without departing from the scope of the present invention, The second component may also be referred to as the first component.
본 발명 명세서에서 전력이라는 표현은 전압 또는 전류, 또는 전압과 전류를 포괄 지칭하는 의미로 사용하기로 하는데, 이것은 ‘P=I*E’로 정의된 옴의 법칙에 근거를 두고 있다. 즉 옴의 법칙에서 전력P를 좌항으로, 전류I와 전압E를 우항으로 배치하여 전류 내지 전압의 변화가 전력의 변화와 직결됨을 명시하고 있으므로 본 발명의 명세서에서도 이를 포괄 적용하는 의미로 전력이라는 용어를 사용하기로 한다. 다만 이하에서는 설명의 편의상 도 2, 도 3에서처럼 전압의 차이로 나타나는 작용을 예시하여서 작용을 설명하기로 한다.In the present invention, the term power refers to a voltage or a current, or a voltage and a current, which is based on the Ohm's law defined as 'P = I * E'. That is, in the Ohm's law, the power P is set to the left-hand side, the current I and the voltage E are placed in the right-hand side, and the change of the current or voltage is directly related to the change of the power. Therefore, in the specification of the present invention, . Hereinafter, for convenience of explanation, the operation represented by the voltage difference will be described as shown in FIGS. 2 and 3.
이하에서 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 발전설비에서 생산되는 전력이 높고 부하단의 전력이 낮을 때 자연적인 낙차로서 발전설비로부터 부하단으로 전력이 공급되는(즉 전류가 흐르는) 전기적인 원리를 형상적인 모습으로 나타낸 것이다. FIG. 2 is a graphical representation of an electrical principle in which electric power is supplied from a power generation facility to a bottom end (that is, a current flows) as a natural fall when the power produced by the power generation facility is high and the power at the bottom end is low.
도 3은 발전설비에서 생산되는 전력이 낮고 부하단에서 필요로 하는 전력이 높을 때 자연적인 낙차가 성립되지 않아 부하단으로 전력이 공급될 수 없는 상태를 나타낸다. 예컨대, 부하단은 24V 축전기이고, 이 24V 축전기를 충전하기 위해서는 24V 이상이 필요한데, 발전설비에서는 24V 미만으로 출력될 때가 바로 여기에 해당한다. (참고로, 이 24V라는 것은 설명을 위한 소전력을 예시하는 것이고 실제로는 240V 내지 480V 정도의 대전력에서 본 발명이 활용될 수 있다.)FIG. 3 shows a state in which power can not be supplied to the lower stage because a natural drop is not established when the power generated by the power generation facility is low and the power required at the lower stage is high. For example, the lower stage is a 24V capacitor, which requires 24V or more to charge the 24V capacitor, which is the case when the output is less than 24V in a power generation facility. (For reference, this 24V is intended to illustrate the low power for explanation, and in practice, the present invention may be utilized at high power of the order of 240V to 480V.)
도 4는 상기 도 3, 즉 발전설비(1)의 생산전력이 부족한 상태에서 보충전력을 부가하면 발전설비(1)의 생산전력이 증가되어 부하단(2)으로 전력공급이 이루어질 수 있는 원리를 개념적으로 나타낸 도면이다. 즉 당초 발전설비(1)의 능력인 레벨 2만으로는 부족하던 것이, 전력펌프부(3)를 통해 레벨 1만큼의 전력을 직렬로 보충 받음으로써 결국 부하단으로 상기 레벨 1과 레벨 2의 전력이 합해져서 공급되게끔 발전설비의 전력생산이 증가되는 것이다.4 is a graph showing the principle that the production power of the
이때 전력펌프부(3)는 도 5a처럼 발전설비(1)의 생산전력보다 적은 일부의 전력만을 공급하거나 도 5b처럼 발전설비(2)의 생산전력보다도 더 큰 전력을 공급하는 것 중에서 임의의 범위로 선택 내지 가변 조절될 수 있다. 가장 바람직한 구성은 도 5c와 같이 태양광의 일조량 변화에 따라 자동적으로 조절되는 구성이다.At this time, the
도 6a 내지 도 6d는 상기 도 4 및 도 5의 기능이 실제로 어떤 회로적 원리로서 달성되는가를 설명하기 위한 도면이다.Figs. 6A to 6D are diagrams for explaining how the functions of Figs. 4 and 5 are actually achieved as a circuit principle.
다만, 도 6a 내지 도 6d는 본 발명자가 선행기술로 발명함으로써 본 발명의 출원일 현재 공개된, 전력펌프부의 구체적인 구성 중 일부를 발췌 개시한 것이므로, 구체적인 설명은 다음 선행기술들의 특허공보를 참고할 것을 안내하면서 여기서는 주요 기능에 대한 작용 측면에서 간략히 설명하기로 한다.6A to 6D are explanatory drawings of some specific configurations of the electric power pump unit disclosed by the present inventors as of the filing date of the present invention by the inventors of the present invention. But here we will briefly explain in terms of the function of the main function.
- 참고대상 선행기술 : 출원번호 및 일자; 10-2015-0008277(2015.01.16) 발전설비의 전력레벨 천이 장치 및 출원번호 및 일자; 10-2017-0153635(2017.11.17) 재생에너지 발전설비의 전력레벨 천이 장치- Reference target prior art: application number and date; 10-2015-0008277 (2015.01.16) Power level transition device and application number and date of power generation facility; 10-2017-0153635 (2017.11.17) Power Level Transition Device of Renewable Energy Generation Facility
상기 선행기술 중 본 발명에 응용되는 전력펌프부(3) 및 그와 연동되는 구성들은Among the above-mentioned prior arts, the electric
발전설비(1)로부터 부하단으로 공급되는 전력을 감지하는 전력감지제어부(14); 및A power
상기 전력감지제어부에 의해 제어되며, 상기 부하단(4, 2)으로 공급되는 전력이 유효전력 미만인 경우 상기 전력감지제어부의 제어에 따라 상기 부하단으로 공급되는 발전설비의 전력을 유효전력 이상으로 보충 조절하는 전력보충부(13)를 포함하며,When the power supplied to the subsidiary lower stage (4, 2) is less than the effective power, the power of the power generation facility supplied to the lower stage under the control of the power sensing control unit And a power replenishing portion (13)
상기 전력보충부(13)는,The
외부전원(2-0)으로부터 전력을 공급받아 상기 발전설비의 일측 전극에 직렬 중첩하여 공급하는 자동레벨조절부(13-2)를 포함하되,And an automatic level control unit (13-2) that receives power from the external power source (2-0) and supplies the power to the one electrode of the power generation equipment in series,
상기 발전설비(1)의 전력이 상기 유효전력 미만으로 변화되는 경우 상기 자동레벨조절부(13-2)가 상기 발전설비로(1)부터 부하단(4)으로 공급되는 전력을 상기 변화에 대응 보충하여 조절하도록 전력공급 루트를 형성하는 구성을 포함한다.When the power of the
즉, 도 4에서 보였던 전력펌프부(3)는 도 6a 내지 도 6d에서 전력감지제어부(14), 자동레벨조절부(13-2)를 포함하는 전력보충부(13)로서 상세히 도시되어 있고, 도 4에서 보였던 레벨 1, 레벨 2는 도 6a 내지 도 6d에서 각각 발전설비(1)에 입출력단에 개시되어 있는 바, 그 작용의 요지는 발전설비로부터(1)의 생산전력이 유효전력 미만이 되는지 여부를 전력감지제어부(14)가 전류 혹은 전압 감지로서 기준전압(14-2)과 비교하여 감지하고 그 감지에 따라 자동레벨조절부(13-2)를 포함하는 전력보충부(13)를 제어토록 연동함으로써, 필요시에 발전설비(1)의 음극 전원을 양극 쪽으로 들어 올려서 결국 생산전력(레벨 2)을 유효전력 이상으로 증가시킨다는 것이다. That is, the
도 6a에서 보충전력은 외부전원(2-0)으로부터 조달하며 자동레벨조절부(13-2)는 발전설비의 출력단(11-1의 위치)을 감지한 결과에 따라 보충필요 전력만큼을 외부전원으로부터 발전설비의 음극 쪽으로 공급한다. 6A, the supplemental electric power is supplied from the external power source 2-0, and the automatic level control unit 13-2 supplies the supplementary electric power to the external power source 2-0 according to the result of sensing the output terminal 11-1 of the power generation facility. To the cathode of the power plant.
이때 외부전원(2-0)과 발전설비(1)의 음극전원으로 공급되는 전압은 발전설비의 생산전력이 0으로 되는 특별한 경우 외에는 항상 차이가 있게 마련이므로, 이러한 전압의 차이가 전력펌프부의 삽입손실로 영향을 주지 않도록 가능한 한 스위칭레귤레이터로서 전력 측면의 균형을 맞추도록 하는 것이 바람직하다. 즉 외부전원으로부터 공급되는 입력전력과 자동레벨조절부로부터 출력되는 출력전력을 일정한 범위 내의 등가적 전력으로 동일하도록 유지시키는 것이 바람직하다(전압으로는 차이가 있더라도 전력으로는 일정 범위 내의 균등성을 유지하는 것이 바람직하다라는 의미이다).At this time, since the voltage supplied to the negative power supply of the external power supply 2-0 and the
도 6b는 발전설비(1)의 내부는 일정한 셀을 직렬 및 병렬로 조합하되, 각각의 셀 간에 플라이휠다이오드를 게재함으로써 비록 직렬로 연결된 어느 하나 이상의 셀에서 음영 장해가 발생되더라도 플라이휠다이오드를 통해 장해가 발생된 셀은 무시하고 나머지 셀을 직렬로 연결하면서 생산된 전력이 부하로 공급될 수 있도록 결선된 회로구조를 나타낸다. FIG. 6B shows that the
이때 각 직렬 셀은 전력펌프부에 개별 연결되는 구성이 될 수 있으며, 이러한 구성은 특히 고전압의 직렬 구성에서 유익하다.At this time, each series cell may be configured to be individually connected to the power pump unit, and this configuration is particularly beneficial in a high voltage serial configuration.
도 6c는 상기 도 6a의 전력펌프부(3) 구성에서 외부전원(2-0)으로부터 공급을 받던 전력보충부(13)의 전력 공급원을 내부적으로 구비한 예비전원(2-1; 예를 들어 축전기)으로부터 공급 받도록 한 것 외에는 도 6a와 유사한 원리의 구성이므로, 중복된 작용 설명은 생략하기로 한다.6C shows a standby power source 2-1 internally provided with a power supply source of the
도 6c에서 예비전원인 축전기(2-1)는 별도의 상용전원으로부터 충전되거나 부하단(4)으로부터 피드백하여 충전되도록 구성될 수 있다. 단 부하단(4)이 교류이고 이로부터 변압기와 정류기를 경유하여 충전하는 경우는 직류적으로 부하단(4)과 축전기(2-1)가 분리되지만, 부하단(4)이 직류이고 발전설비(1)와 축전기(2-1)가 직렬로 피드백 연결되는 경우는 발전설비(1)의 출력 전압에서 폭주가 일어나지 않도록 펄스제어형 레귤레이터 등으로 전력보충부(13)의 입출력단 전압을 전력감지제어부(14)가 조절하면서 최대값을 제한 설정하는 것이 바람직하다. In Fig. 6C, the secondary battery 2-1, which is a standby power source, can be configured to be charged from a separate commercial power source or fed back from the loading stage 4 by feedback. In the case where the end lower end 4 is an alternating current and is charged via the transformer and the rectifier, the load terminal 4 and the capacitor 2-1 are separated from each other in a direct current but the load end 4 is a direct current, Output terminal voltage of the
이를 위해 상기 전력보충부(13)는 유효전력 미만에 따라 상기 발전설비의 전력을 증가시킬 때 상기 전력감지제어부(14)가 감지된 전력에 따라 상기 축전기(2-1)로부터 상기 발전설비(1)로 공급되는 전력의 양을 조절토록 하되, 상기 전력의 양은 상기 발전설비로부터의 출력전력이 기설정된 레벨을 초과하지 않는 범위 내에서 조절되고, 기설정된 레벨은 상기 유효전력보다는 큰 레벨이 되도록 전력감지제어부(14)를 연동 설정하는 것이 바람직한 것이다.For this, the
도 6d는 상기 도 6a의 구성 중에서 부하단(4)에 인버터를 연결(4-1)하여 전력공급회사로 생산전력을 공급하는 한편, 상기 전력보충부(13)에 공급되는 외부전원을 상기 전력공급회사로부터 조달하는 계통전원 루트를 구성한 것에 해당한다.FIG. 6D is a diagram illustrating an example in which the inverter is connected to the inferior terminal 4 of the configuration of FIG. 6A to supply the production power to the power supplier and the external power supplied to the
도 6a와는 전력회사의 발전시스템에 연계되어 주간에 매출이 주로 일어나고 야간에 매입이 일어나는 루프 구성의 사례로 제시된 것이지만, 본 발명에 응용하고자 하는 전력펌프부(3)의 기능측면에서는 원리가 같으므로 구체적 설명은 생략하기로 한다.6A is an example of a loop configuration in which sales are mainly generated in the daytime in connection with a power generation system of a utility company and embedding occurs at night. However, since the principle of the function of the
상기 도 6a 내지 도 6d를 참조하면서 이해가 잘 안 되는 부분이 있거나 더욱 더 상세한 설명을 보고 싶다면 앞에 게시한 선행기술들의 공보를 참조하기 바란다.6A to 6D, if there is an unfamiliar part or a more detailed description, please refer to the publication of the prior art which has been published before.
도 7은 태양전지 발전설비의 형상적 구조 및 태양광이 입사되는 모습을 나타낸 사시도로서, 도 7의 (A)는 태양의 고도가 높을 때(θa)의 직사광(102a)이 태양전지(101)로 조사되는 모습을 나타낸 것이고, 도 7의 (B)는 태양의 고도가 낮을 때(θb)의 직사광(102b)이 태양전지(101)로 조사되는 모습을 나타낸 것이다. (103)은 태양전지(101)를 건설하는 포스트(지지대)를 나타낸 것이다.7A is a perspective view showing a state where the
도 7은 통상적인 태양전지 및 그 태양전지로서 발전설비를 건설한 모습이므로 더 이상의 설명은 생략하더라도 이 분야 통상적인 기술자라면 기술적인 내용이 어떤 것인지 이해할 수 있을 것이다.FIG. 7 is a view showing a conventional solar cell and its solar cell constructed with a power generation facility, so that even if the description is omitted, it will be understood by those skilled in the art what the technical content is.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일실시예를 도시한 사시도 및 주요부분의 단면도이다.8 and 9 are a perspective view and a cross-sectional view of a main part showing an embodiment of the present invention.
즉 본 발명의 일실시예인 태양전지 발전설비는 :That is, the solar cell power generation facility, which is one embodiment of the present invention,
태양광으로 전력을 생산할 수 있는 적어도 하나의 태양전지(101);At least one solar cell (101) capable of producing power by solar light;
태양광을 반사하는 적어도 하나의 반사판(104);At least one reflector (104) reflecting sunlight;
상기 반사판(104)으로부터의 반사광(102a-1) 및 태양으로부터의 직사광(102a)이 함께 상기 태양전지(101)로 공급되어서 적어도 두 방향의 광원에서 비추어지는 태양광이 전력 생산에 활용되는 구성을 포함하는 것을 특징으로 한다. The reflected light 102a-1 from the
여기서, 상기 반사판은 평면(104-1)이고 태양의 고도에 따라 각도가 조절되도록 구성되거나, 반구형 곡면(104-2)으로 되어서 태양의 고도 변화에도 불구하고 상기 반사광이 상기 태양전지로 향하도록 구성된 것일 수 있다. Here, the reflection plate is a plane (104-1) and is configured to be angularly adjusted according to the altitude of the sun, or to be a hemispherical curved surface (104-2) so that the reflected light is directed to the solar cell Lt; / RTI >
상기 태양전지(101)에는 후술하는 바와 같이, 태양을 향해 방향을 조절하는 제어부 및 상기 제어부의 조절에 따라 상기 태양전지를 회전시키는 로터부(107)의 구성을 더 포함할 수 있으며, 상기 태양전지에는 일기에 따른 태양전지의 생산전력을 감지하여 유효전력 미만일 때 보충전력을 공급하여 상기 생산전력을 유효전력 이상으로 증가시키는 전력펌프부(3)의 연동 구성을 더 포함할 수 있다.The
이와 같은 도 8 및 도 9의 작용을 설명한다.8 and 9 will be described.
도 8에 있어서 태양전지(101)와는 별도의 반사판(104)이 구비되는데, 이 반사판은 포스트(103)에 도시생략된 볼조인트로 결합되어서 (104-1)와 같이 태양의 고도와 방향을 따라서 각도가 조절되는 평면 형상이거나, (104-2)와 같이 고정된 자세로 태양의 고도 변화에 불구하고 태양전지로 반사광이 향하도록 되는 구면 형상일 수 있다.8 is provided with a
그 반사광이 태양전지로 향하는 모습은 도 9에서 묘사되어 있는 바, 태양의 고도가 높을 때(θa)의 반사광(102a-1)은 도 9의 (A)와 같은 모습으로 태양전지로 향하고, 태양의 고도가 낮을 때(θb)의 반사광(102b-1)은 도 9의 (B)와 같은 모습으로 태양전지로 향하게 된다. 이것은 (A)와 (B)에서 반사판의 각도가 달라져 있듯이, 태양력에 따라 그리고 일조 시간에 따라 사전 설정된 방향 내지 고도 각도로 반사면이 추종되도록 할 수 있다. 또한 당시의 태양광의 최대 강도를 추적하는 방법으로 반사판을 조절할 수도 있다.9, the reflected light 102a-1 at the time when the altitude of the sun is high (? A) is directed to the solar cell as shown in Fig. 9 (A) The reflected light 102b-1 at the time when the elevation angle? B is low is directed to the solar cell as shown in Fig. 9 (B). This is because the reflector angles are different in (A) and (B), so that the reflecting surface can be tracked at a preset direction or at an altitude angle depending on the solar power and the time of day. The reflector can also be adjusted by tracking the maximum intensity of sunlight at that time.
본 발명의 일실시예는 상기와 같은 간단한 원리로서 특히 태양광이 단일 태양전지의 평면을 통해 집광하는데 그치지 않고 반사판을 집광면적으로 더하여 활용함으로써 그만큼 집광면적을 증가시켜 태양전지에 가해지는 광력을 증폭하게 된다는 데에 특징이 있는 것이다.In one embodiment of the present invention, the solar light collects not only through the plane of a single solar cell but also by using the reflector as a condensing area, thereby increasing the condensing area to thereby amplify the optical power applied to the solar cell. This is characterized by the fact that
요컨대, 앞에서 설명한 선행기술은 전기적인 측면에서 보충전력을 더하여 태양전지 발전설비의 생산전력을 강화하는 것이고, 도 8 및 도 9의 일실시예는 반사판의 집광면적 만큼의 광을 더하여 태양전지 발전설비의 생산전력을 강화하는 것이 된다. 이 반사판은 흐린 날씨 내지는 일출일몰 시에 부족한 광력을 반사면적으로서의 집광판으로 증폭하는 효과를 얻게 한다.In other words, the prior art described above enhances the production power of the solar cell power generation facility by adding supplementary electric power from the electrical aspect. In the embodiment of FIGS. 8 and 9, the light of the condensing area of the reflection plate is added, To increase the power of production. This reflector has the effect of amplifying a deficient light power in the cloudy weather or the sunrise sunset by the light collecting plate as the reflection area.
한편, 앞에서 설명한 전력펌프부(3)를 이와 함께 연동하면 전자적 및 광학적으로 융합이 이루어져 더욱 더 바람직한 결과를 얻게 된다. 제어부 및 로터부에 대해서는 도 14의 설명 시에 보충 설명하기로 한다.On the other hand, if the
도 10은 본 발명의 다른 일실시예를 설명하기에 앞서, 단순한 다층 태양전지 발전설비의 사시도 및 다층 태양전지 발전설비에서 음영 장해가 나타나는 모습을 나타낸 단면도이다.FIG. 10 is a cross-sectional view showing a shadow view of a simple multi-layer solar cell power generation facility and a shadow obstacle appearance in a multi-layer solar cell power generation facility, before explaining another embodiment of the present invention.
즉 태양전지의 설치 부지면적을 축소하기 위해서는 도 10의 (A)처럼 다단용 포스트(103)를 이용하여 여러 장의 태양전지판(101-1, 101-2, 101-3)을 쌓아서 집적하는 방법을 생각할 수 있다. That is, in order to reduce the installation area of the solar cell, a method of stacking and stacking a plurality of solar panels 101-1, 101-2, and 101-3 using the
그러나 이 경우 도 10의 (B)로서 알 수 있듯이, 일 중 대부분의 시간동안 상위단에 설치된 태양전지판(101-1)이 하위단에 설치된 태양전지판(101-2)의 일부를 그림자로 가리게 되므로 하위단의 태양전지(101-2)의 전력생산 능력은 직사광선(102a)을 받는 직사광 섹터(101-2a)와 비 직사광(102x) 영역인 음영 섹터(101-2b)로 나뉘게 된다. 직사광을 받지 못하면 전력생산 능력이 떨어지게 될 것은 물론이다. 같은 원리로서 그 아래 하위단인 태양전지(101-3)에서도 직사광 섹터(101-3a)와 음영 섹터(101-3b)는 마찬가지로 나타난다.However, in this case, as shown in FIG. 10 (B), since the solar panel 101-1 installed at the upper end during most of the work is covered with a shadow of a part of the solar panel 101-2 installed at the lower end The power production capability of the solar cell 101-2 at the lower stage is divided into the direct sunlight sector 101-2a receiving the
도 11a의 (B)는 상기 다층 태양전지가 무리를 지어서 배열될 때의 음영 장해를 나타낸 단면도이다. 즉 도 11a의 (B) 도면에서 오른 쪽 태양전지 그룹의 하위단(201-2, 201-3)은 비록 태양이 고고도에 위치하더라도 태양전지 전체 면적이 음영 장해를 받는 상태(201-2b, 201-3b)로 됨을 알 수 있다.FIG. 11A is a cross-sectional view showing a dark obstacle when the multilayer solar cell is arranged in a cluster. FIG. That is, in the diagram (B) of FIG. 11A, the lower ends 201-2 and 201-3 of the right solar cell group are in a state 201-2b, 201-3b).
도 11b의 (B)는 도 11a와 동일한 그룹 배열이지만 태양의 고도가 낮아지면 음영 장해가 더 심해지는 모습을 나타낸 단면도이다. 즉 도 11b의 (B) 도면의 오른 쪽 태양전지 그룹에서는 하위단(201-2, 201-3) 뿐만 아니라 상위단(201-1)마저도 태양전지 전체 면적이 음영 장해를 받는 상태(201-1b, 201-2b, 201-3b)로 됨을 알 수 있다.FIG. 11B is a sectional view showing the same group arrangement as FIG. 11A but showing a state in which the shadow obstacle becomes worse as the altitude of the sun becomes lower. That is, in the right solar cell group in the diagram (B) of FIG. 11B, not only the lower stages 201-2 and 201-3 but also the upper stage 201-1 are in a state 201-1b , 201-2b, 201-3b).
이에 대하여, 선행기술에서의 전력펌프부(3)는 이때 상기 음영 장해를 받은 섹터의 전력생산 능력을 외부전원(2-0) 등을 통한 전력 보충으로 강화할 수 있는 기술이며, 본 발명은 이에 더하여 상기 음영 장해를 받은 섹터의 전력생산 능력을 반사체를 통한 광력 보충으로 강화하는 기술인데, 광학적인 광력 보충을 하는 만큼 상기 전력펌프부를 통해 공급되는 외부전력의 소요는 절감될 수 있으므로, 서로의 융합은 시너지 효과를 발휘한다.On the other hand, the
도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 일실시예를 단면도로 표시한 것으로서,12A to 12E are sectional views of an embodiment of the present invention,
도 12a는 태양의 고고도 상태에서 재귀반사판을 통해 음영 장해를 극복하는 모습이고, 도 12b는 태양의 저고도 상태에서 재귀반사판의 각도를 조절하여 음영 장해를 극복하는 모습이며, 도 12c는 도 12a 및 도 12b의 작용을 비교해 볼 수 있도록 통합 도시한 단면도이다. FIG. 12A is a view for overcoming a shadow obstacle in a high altitude state of the present invention through a retroreflector, FIG. 12B is a view for overcoming a shadow obstacle by adjusting the angle of a retroreflector in a low altitude state of the sun, 12B is a cross-sectional view of an integrated structure for comparison.
또한 도 12d는 도 12c의 재귀반사판을 다층으로 구성하였을 때의 작용 설명도이고, 도 12e는 고고도용 재귀반사판과 저고도용 재귀반사판을 구분 배치한 구성을 나타낸 단면도이다.FIG. 12D is an explanatory view of the operation when the recursive reflector of FIG. 12C is composed of multiple layers, and FIG. 12E is a sectional view showing a configuration in which the reclaiming reflector for high altitude and the recirculating reflector for low altitude are separately arranged.
상기 도면으로 묘사된 본 발명의 일실시예들은 문언적으로 다음과 같이 정리된다. The embodiments of the present invention depicted in the drawings are summarized literally as follows.
태양광(102a, 102b)을 받아 전력을 생산할 수 있는 태양전지(101);A
상기 태양전지를 적어도 둘 이상의 다층(101-1, 101-2, 101-3, 201-1, 201-2, 201-3, ...)으로 설치할 수 있는 구조의 포스트(103, 203, ...);The posts (103, 203,...) Having a structure in which the solar cell can be installed as at least two or more layers (101-1, 101-2, 101-3, 201-1, 201-2, 201-3,. ..);
상기 태양전지(101)의 표면에서 반사된 태양광을 재귀시키는 적어도 하나 이상의 재귀반사판(1001-2, 2001-2, ...);At least one or more retroreflective plates (1001-2, 2001-2, ...) for recirculating sunlight reflected from the surface of the solar cell (101);
상기 포스트로서 상기 태양전지를 다층으로 격납하되 층별 격납되는 상기 태양전지 사이에 상기 재귀반사(1001-2)을 게재 삽입하여 상기 재귀된 반사광이 상기 층간 태양전지로 공급되도록 함으로써,The recursive reflection 1001-2 is inserted between the solar cells which store the solar cells in multiple layers as the posts, and the reflex reflected light is supplied to the interlayer solar cell,
적어도 둘 이상의 방향에서 공급되는 광원에 의해 상기 태양전지가 음영 장해를 보상하면서 전력 생산이 이루어지는 구성을 포함하는 것을 특징으로 한다. And a configuration in which power generation is performed while the solar cell compensates for a shadow defect by a light source supplied in at least two directions.
상기 일실시예의 재귀반사판은 구조상으로 평면 형상이고 태양의 고도에 따라 각도가 조절되는 구성일 수 있는 바, 이를 묘사한 도면이 도 12a 및 도 12b이다.The retroreflector of the above embodiment may have a structure that is planar in shape and the angle is adjusted according to the altitude of the sun, and FIGS. 12A and 12B are views depicting this.
즉 도 12a는 태양이 고고도(102a)에 위치할 때 직사광(102a)이 직사광 섹터(101-2a)에 직접 가해지는 한편, 음영 장해는 태양전지판(101-2)의 일부인 섹터(101-2c)에서 일어나게 되는데, 입사된 태양광이 태양전지표면(101-2a)에 부딪혀 반사된 후 재귀반사판(1001-2)에 부딪히며 다시금 상기 섹터(101-2c)로 되돌아옴으로써 이 되돌아오는 반사광을 이용하여 상기 음영 장해가 일어난 섹터(101-2c)를 광학적으로 보충하게 되는 것이다. 본 발명에서는 이와 같이 재귀반사광에 의하여 보충되는 태양전지판상의 영역을 반사광 섹터(101-2c)라고 정의한다. 이에 대응되어 직사광이 직접 조사되는 태양전지판상의 영역을 직사광 섹터(101-2a)라고 정의한다.That is, in FIG. 12A, the
앞에서 언급하였듯이, 태양광이 태양전지 표면에 부딪혀 반사되는 광량은 대략 80% 정도라고 생각할 수 있기 때문에 만약 상기 재귀반사판에서 전반사가 이루어진다면 상기 반사광 섹터(101-2c)는 80%에 가까운 태양광이 재생 광원으로 활용될 수 있을 것이고, 이에 따른 부족한 전력생산 능력(20%)은 앞에서 설명한 전력펌프부(3)가 외부전력(2-0)으로부터 끌어와 자동 보충할 할 것이므로, 태양전지판(101-2a 및 101-2c)으로부터 얻어지는 종합적인 전력 출력은 고고도(102a)의 태양광 전체를 받는 직사광 태양전지(101-2a)의 전력 출력과 실질적으로 동등한 정도가 되는 것이다(즉 반사광 80%를 받기 때문에 생산전력이 낮아지는 20%만큼의 감소 부분은 전력펌프에서 자동으로 보충한다). As described above, since the quantity of light reflected by the solar light on the surface of the solar cell can be considered to be about 80%, if the total reflection is performed in the recursive reflector, the reflected light sector 101-2c can receive approximately 80% The
결국 본 발명은 앞에서 설명한, 전기적인 더하기 기법인 선행기술의 기반 위에서 광학적인 더하기 기법인 상기 재귀반사판 기술을 융합함으로써, 음영 장해를 극복하면서 밀집된 다층 태양전지판을 건설할 수 있는 환경을 마련하게 되는 것이다.As a result, the present invention fuses the above-described retroreflective technique, which is an optical addition technique, on the basis of the prior art, which is the electrical addition technique described above, to provide an environment in which a dense multi-layer solar battery panel can be constructed while overcoming a shadow defect .
도 12a에서 보듯이 상기와 같이 재귀된 반사광은 맨 앞줄의 상기 반사광 섹터(101-2c)를 광학적으로 보상할 뿐만 아니라 왕복 반사를 통해 다음 줄의 반사광 태양전지판(201-2) 전체를 비추게 되므로, 이러한 원리로서 반사광은 무리지어 배열된 다층 태양전지 그룹의 내부로 전파되어 가는 광학적 관통 체계를 이루게 되는 것이다.As shown in FIG. 12A, the reflexed reflected light not only optically compensates the reflected light sector 101-2c of the front row, but also illuminates the entire reflected solar panel 201-2 of the next row through the reciprocal reflection As a result, the reflected light becomes an optical penetration system that propagates inside the multi-layered solar cell group arranged in a cluster.
즉 상기 재귀된 반사광은 상기 태양전지와 상기 재귀반사판 사이의 공간을 왕복 전파하면서 인근의 태양전지 다층 그룹으로 관통되는 것이다.That is, the reflexed reflected light propagates through the space between the solar cell and the retroreflective plate to penetrate into a neighboring solar cell multi-layer group.
도 12b로 보듯이, 태양이 저고도(102b)에 위치할 때의 직사광(102b)은 앞줄에 배열된 태양전지 그룹(101-1, 101-2, 101-3)에만 비추어질 뿐 뒤 줄의 태양전지판 그룹(201-1, 201-2, 201-3)에는 직접 비추어지지 않으므로 뒤 줄 전체는 모두 음영 장해 상태로 된다. 그러나 재귀반사판이 각도를 설정함으로써 일정부분 광학적 반사광을 비추는 효과를 얻게 되면 입사된 태양광(102b)은 태양전지표면(101-2a)에 부딪혀 반사된 후 재귀반사판(1001-2c)에서 다시금 섹터(201-2c)로 되돌아오는 재귀반사가 일어나게 되므로 이 반사광의 영향으로 상기 음영 장해가 일어난 섹터(201-2c)는 어느 정도(예컨대 80%) 광학적 에너지를 보충하게 된다. 12B, the
이를 위해 도 12b에서는 태양광의 고도가 낮아짐을 추적하여 재귀반사판의 각도를 연동 제어함으로써 재귀반사광이 다음 줄의 태양전지판으로 모아지도록 조절하는 것이 바람직하며, 이러한 재귀반사판의 각도조절은 태양력 및 일조시간 중 태양의 기울기 등의 데이터를 사전에 입력하여 조절하도록 미리 설정하거나 태양광의 강도를 검출하는 도시생략된 광센서를 이용하여 달성되도록 할 수 있다.In order to achieve this, it is desirable to adjust the angle of the recursive reflector so that the retroreflected light is gathered in the next row of solar panels by tracking the altitude of the solar light in FIG. 12b. A slope of the sun or the like may be preliminarily set to be inputted and adjusted, or an optical sensor (not shown) for detecting the intensity of sunlight may be used.
도 12c는 태양의 고도 변화에 따른 태양광의 입사 모습과 그 입사각도 변화에 따른 재귀반사판의 각도 조절 작용을 알기 쉽게 도시한 것으로, 상기 도 12a와 도 12b의 작용을 서로 겹쳐서 도시한 것이다. FIG. 12C is an explanatory view of the incidence of sunlight according to the altitude change of the sun and the angle adjusting operation of the recursive reflector according to the change of the incidence angle, and the operations of FIGS. 12A and 12B are shown overlapping each other.
도 12d는 도 12c의 구성이 각 층간에 복수개의 원리로 집합될 수 있음을 나타낸 단면도이다. FIG. 12D is a cross-sectional view showing that the configuration of FIG. 12C can be grouped into a plurality of layers on a plurality of layers. FIG.
나아가, 도 12a 내지 도 12d로부터 관통되면서 재귀반사판(2001-2 및 2001-3)을 경유하여 외부로 분출되는 재귀반사광을 바닥면에서 되받아서 위쪽 방향으로 재 반사하는 반사재를 바닥에 적용할 경우 상기 재귀된 태양광은 다시금 재귀반사판들(2001-2c, 2001-2 및 2001-3)을 향하여 복사되므로, 이 경우 상기 다층 태양전지 발전설비는 상공에서 내리쬐는 태양광뿐만 아니라 지상에서 위로 솟구치는 반사태양광이 태양전지 발전설비를 향해 입체적으로 쬐는 효과를 얻을 수 있게 된다. 이러한 구조 및 기술적 원리에 의하여 결국 부지 면적을 최소화하면서 적정한 성능의 전력생산 능력을 확보하게 하는 실용적 다층 태양전지 발전설비를 갖출 수 있게 되는 것이다.12A to 12D, when a reflective material that receives the retroreflected light emitted to the outside through the retroreflective elements 2001-2 and 2001-3 on the bottom surface and reflects the retroreflected light in the upward direction is applied to the floor, Since the recurrent sunlight is again radiated toward the recursive reflectors 2001-2c, 2001-2 and 2001-3, the multi-layer solar cell power plant in this case has not only the sunlight sunk in the sky, but also the reflecting sun It is possible to obtain the effect that the light is irradiated three-dimensionally toward the solar cell power generation facility. By virtue of such a structure and technical principle, it is possible to provide a practical multi-layer solar cell power generation facility capable of ensuring adequate power production capacity while minimizing the site area.
상기 반사재를 바닥에 적용하는 방법은 도시생략된, 반사용 도료를 바닥에 도포하거나 두루마리 타입의 포일을 바닥에 까는 방법으로 달성할 수 있다. 두루마리 타입은 바닥으로부터 솟아나는 잡초를 제초할 필요 없이 주기적으로 말았다가 다시 전개하면 그 아래의 잡초를 고사시킬 수 있는 장점이 있다.The method of applying the reflective material to the floor can be accomplished by applying a coating material (not shown) to the floor, or by rolling a roll-type foil on the floor. The roll type is advantageous in that weeds weed out from the bottom can be weighed periodically without having to weed out and then weed down under the weed.
상기 일실시예는 재질 측면에서 반사판 외에도 태양광을 도파하는 광섬유 유도관을 설치할 수 있는데, 이 경우 광섬유의 입구는 렌즈로서 광을 집광하면 굳이 태양의 고도와 방향에 따라 반사판 전체를 각도 조절하지 않더라도 반사광의 효과를 낼 수 있다. 광섬유는 금속성 도파관으로 대체될 수도 있다.In this embodiment, the optical fiber induction tube for guiding solar light in addition to the reflection plate may be provided on the side of the material. In this case, if the light is condensed as an entrance of the optical fiber, the entire reflection plate is not angularly adjusted according to the altitude and direction of the sun The effect of reflected light can be obtained. The optical fiber may be replaced by a metallic waveguide.
도 12e는 태양의 고도에 따라 각도 조절하도록 구성한 도 12b에서의 재귀반사판(1001-2c)을 2개의 반사판으로 나누어 각각 고고도용 제1반사판(1001-2d)과 저고도용 제2반사판(1001-2e)으로서 고정적으로 배치한 경우를 도시한 것이다. 특히 이 경우는 고고도용을 구면으로 하고, 저고도용을 평면으로 하여서 가능한 한 각도 조절 없이 미리 고정된 각도로 세팅한 경우를 도시한 것으로서, 도시생략하였지만 이외에도 상기 제1반사판 및 제2반사판은 구면반사판, 평면반사판 중 선택된 어느 하나 또는 둘을 혼합한 것이되 각각 반사각이 다르게 구분 배치된 것이거나, 곡면으로 된 구면반사판이되 그 중 하나는 확산형 구면반사체이고, 다른 하나는 집광형 구면반사체로서 구분 배치될 수 있다. 제1반사판과 제2반사판이라는 것에는 제n반사판 등의 적어도 둘 이상 복수개라는 개념을 포함한다.12E is a sectional view of a retroreflective sheet 1001-2c of FIG. 12B configured to be angularly adjusted according to the elevation of the sun by dividing it into two reflectors, and the first reflector plate 1001-2d for high altitude and the second reflector plate 1001-2e As shown in Fig. Particularly, in this case, the high-altitude light source is set to a spherical surface and the low-altitude light source is used as a flat surface, and the angle is set to a fixed angle without adjusting the angle as much as possible. , And a flat reflector, and the reflection angle is differently divided or arranged as a curved spherical reflector. One of them is a diffuse spherical reflector and the other is a spherical reflector . The first reflecting plate and the second reflecting plate include a concept of a plurality of at least two or more such as an n-th reflecting plate.
여기서 확산형 구면반사체라 함은 밖으로 휘어진 구면 형상을 말하고 집광형 구면반사체라 함은 내측으로 휘어진 구면 형상을 말한다. 즉 곡면이 볼록렌즈처럼 표면이 구면으로서 반사광을 확산시키는 것은 확산형 반사판이고, 오목렌즈처럼 표면이 구면이되 반사광을 모으는 것은 집광형 반사판이라는 의미이다. Here, the diffusive spherical reflector refers to a spherical shape bent outward, and the condensing spherical reflector refers to a spherical shape bent inward. That is, it is a diffusive reflector that diffuses reflected light as a spherical surface like a convex lens, and the surface is spherical like a concave lens, and collecting reflected light means a condensing reflector.
집광형 반사판은 태양전지판을 형성할 때 태양전지판으로부터의 반사광 자체를 일정 범위로 모으는 데도 활용될 수 있다. 즉 평면형 태양전지에서 더 나아가 본 발명의 태양전지판은 재귀반사판에 특화시켜서 태양전지판 그 자체를 일정한 집광형태의 포물선 형태 평면으로 구성할 수 있는 것이다.The light-collecting reflector can also be used to collect the reflected light itself from the solar panel when the solar panel is formed. That is, in addition to the planar solar cell, the solar panel of the present invention is specialized in a recursive reflector so that the solar panel itself can be formed into a parabolic plane with a constant light-gathering form.
한편, 상기 재귀된 반사광은 상기 태양전지와 상기 재귀반사판 사이를 경유하면서 인근의 다층 태양전지 그룹으로 관통될 수 있을 뿐만 아니라, 태양전지판과 재귀반사판의 사이에 가두어서 서로 왕복하는 과정을 통해 증폭이 일어나도록 구성할 수도 있는 바, 그에 대한 구성을 묘사한 것이 도 13의 (A) 및 (B)이다. The recurrent reflected light can pass through the solar cell and the retroreflective plate and pass through the neighboring multi-layer solar cell group. In addition, the reflections can be amplified through the process of being shuttled between the solar panel and the retroreflective plate, And Fig. 13 (A) and Fig. 13 (B) are diagrams depicting the configuration thereof.
도 13에 의하면 상기 재귀반사판을 수평(1001-2d, 1001-3d) 및 수직(1001-2f, 1001-3f)으로 배치하여 상기 재귀반사광을 폐쇄된 공간 내에서 재귀를 반복하도록 가두면 광력이 소멸될 때까지 재귀반사판과 태양전지판의 사이를 왕복하면서 입사되는 태양광(102a)과 합세되어 광원의 증폭작용을 얻게 된다.13, the retroreflective plate is arranged horizontally (1001-2d, 1001-3d) and vertically (1001-2f, 1001-3f) so that retroreflected light is repeated in the closed space, The sunlight is incident on the
상기 각 설명에서 가장 상위의 태양전지판(101-1 등)은 재귀반사판 없이 직접 태양광으로 전력을 생산하는 것이고, 그 태양전지판의 배면에 부착되는 재귀반사판(1001-2c)은 하위의 태양전지판을 향하여 마치 직사광선을 비추는 관통의 역할로서 다층 발전설비를 작동시키는 것이다. 즉 비록 80%에 지나지 않는 재귀반사광 에너지라 하더라도 태양전지판을 상하 입체적으로 모두 활용할 수 있게 된다.In the above description, the uppermost solar panel 101-1 or the like produces electric power by direct sunlight without a retroreflector, and a retroreflective sheet 1001-2c attached to the back surface of the solar panel has a lower solar panel To act as multi-layer power generation facilities as a penetration through direct sunlight. That is, even if the retroreflected light energy is only 80%, it is possible to utilize all of the solar panel up and down three-dimensionally.
도 14는 태양의 위치에 따라 태양전지의 방향이 조절되는 본 발명의 일실시예를 도시한 제어기구부 도면이다.FIG. 14 is a view of a control mechanism showing an embodiment of the present invention in which the direction of the solar cell is adjusted according to the position of the sun.
즉, 태양전지판 건설용 상기 포스트(103)는 태양전지의 방향을 조절하는 제어부 및 상기 제어부의 조절에 따라 상기 포스트를 회전시키는 로터부(107)에 연동되는 구성을 더 포함할 수 있는데, 이때의 제어부는 마이크로프로세서 등으로서 태양력, 즉 계절별 일출, 일몰 시간을 등록할 수 있도록 하면 태양의 이동 위치에 추종하여 태양의 방향과 기울기 각도를 조절할 수 있게 된다. 이때 제어부는 로터부 제어와 아울러 재귀반사판의 각도를 함께 제어토록 할 수도 있는데, 이 경우 수직부분의 고도 제어는 재귀반사판이 담당하고, 수평부분의 좌우 회전 제어는 로터부가 담당하게 된다. That is, the
이를 위한 일실시예로 도시된 도 14에서 (108)은 기초부에 해당하는 베이스이고, (103a)는 두 개 이상 복수개의 포스트(103)를 단일 베이스 위에 설치된 로터부(107)가 일괄 회전시키기 위한 기계기구적 결합용 플레이트이다.14,
도 15는 광학적인 재귀반사판, 기계적인 제어기구부 및 전기전자적인 전력펌프부를 결합 연동한 본 발명의 일실시예를 기능블록으로 나타낸 다이어그램이다.Fig. 15 is a functional block diagram illustrating an embodiment of the present invention in which an optical retroreflector, a mechanical control mechanism, and an electric / electronic power pump are coupled together.
즉 도 15에 있어서 제어기구부는 That is, in Fig. 15,
태양광의 고도 내지 방향을 인지(3001)하여 태양의 위치 변화 상태에 따라 제어부(3002)를 작동시킴으로써, 수평적으로는 태양전지의 방향을 향하도록 로터부(3003)를 조절하고, 수직적으로는 태양의 기울기에 따라 수직반사판(3004)의 각도를 조절하게 된다.By recognizing the altitude or direction of
또한 도 15에 있어서 전력펌프부는 In Fig. 15,
직사광 섹터와 반사광 섹터에서의 생산전력을 결합하는 전력집합부(4005)를 통해 생산전력의 출력 루트를 이루되, 상기 전력집합부(4005)의 앞단에서 상기 각 태양전지의 생산전력을 감지(4001)하여 유효전력 미만인 층 또는 섹터(4003 또는 4004)가 감지될 경우 해당 층 또는 섹터에 대하여 보충전력을 공급(4002a 또는 4002b)함으로써 전체 태양전지의 생산전력을 유효전력 이상으로 조절하게 된다.The production power of the solar cell is detected at the front end of the
상기 구성에서 태양광의 위치에 따른 제어는 사전에 설정된 태양력을 입력데이터로 공급받는 제어부(3002), 그리고 제어부에 의하여 회전되는 로터부(3003) 및 각도 조절되는 재귀반사판(3004)에 의하여 조절될 수 있고, 당시의 직사광선의 고도 및 방향을 감지하는 감지부(3001)와 제어부(3002)에 의하여 조절될 수도 있다.The control according to the position of the sunlight in the above configuration can be controlled by a
상기 전력펌프부는 상기 태양광 방향으로의 회전과 상기 재귀반사판으로부터의 광학적 에너지 보충이 더욱 효과적이 되도록 전기적 에너지를 부가적으로 보충하는 역할로서 상호 융합되는 구성이다.The power pump unit is configured such that rotation in the direction of the sunlight and an optical energy replenishment from the retroreflector are mutually fused as a function of additionally supplementing electrical energy so as to be more effective.
상기 용어 중 층별이라 함은 다층에 격납되는 층별 태양전지를 말하고 섹터별이라 함은 단일 태양전지 내에서 각 셀 간 구획되는 예를 들어 직사광 섹터와 반사광 섹터를 말한다. 섹터는 수직으로 구획하거나 수평으로 구획되거나 선택적인 매트릭스 형태로 구획될 수 있다.As used herein, the term " layered " refers to a layered solar cell stored in multiple layers, and the term " sectored " refers to, for example, a direct light sector and a reflected light sector partitioned between cells in a single solar cell. Sectors may be vertically partitioned, horizontally partitioned, or partitioned into an optional matrix.
위와 같은 본 발명은 상기 개시한 구성에 한정되지 않고 당업자가 설계변경 등을 할 수 있는 범위의 구성을 권리범위에 포함한다. 예를 들면 본 발명에서 발전설비의 음극(-)에 전력펌프부(3)를 연결한 구성은 발전설비의 양극(+)에 대체 연결한 구성을 포함하며, 나아가서는 음극(-)과 양극(+)에 동시에 연결될 수도 있을 것이다. The present invention as described above is not limited to the above-described constitution, and the scope of the scope of the scope of the design change by a person skilled in the art is included in the scope of right. For example, in the present invention, the configuration in which the
상기 발전설비의 양극(+)과 음극(-) 간에 결합된 다이오드 (11-3)는 발전설비의 전력이 생산되지 않는 기간에서는 이 다이오드를 통해서 전력펌프부(3)의 전력이 직접 부하로 공급될 수 있도록 하는 부재이다.The diode 11-3 coupled between the positive electrode (+) and the negative electrode (-) of the power generation facility is supplied with power from the
본 발명은 전압이든 전류이든 단순한 피상적인 값이 아니라 실제로 힘을 낼 수 있는 에너지 측면에서 다루고 있는 포괄적 의미에서 전력이라는 용어로 표현하였다.The present invention is expressed in terms of power in a comprehensive sense, which is dealt with in terms of the energy that can actually be exerted, not simply a superficial value, whether voltage or current.
발전설비(1)
부하단(4)
전력펌프부(3)
부하단 축전기(2)
외부전원(2-0)
전력보충부(13)
자동레벨조절부(13-2)
전력감지제어부(14)
예비전원, 예비축전기(2-1)
인버터(4-1)
태양전지(101)
고고도 직사광(102a)
저고도 직사광(102b)
포스트(103, 203)
반사판(104);
높은 고도의 반사광(102a-1)
낮은 고도의 반사광(102b-1)
평면 반사판(104-1)
반구형 곡면 반사판(104-2d)
로터부(107)
구면 반사판(104-2)
여러 장의 태양전지판(101-1, 101-2, 101-3, 201-1, 201-2, 201-3)
직사광 섹터(101-1a, 101-2a, 101-3a)
비 직사광(102x)
음영 섹터(101-1b, 101-2b, 101-3b, 201-1b, 201-2b, 201-3b)
재귀반사판(1001-2, 2001-2, 2001-3, 1001-2c, 2001-2c)
반사광 섹터(101-1c, 101-2c, 101-3c, 201-1c, 201-2c, 201-3c)
고고도용 제1반사판(1001-2d)
저고도용 제2반사판(1001-2e)
수평부 재귀반사판(1001-2d, 1001-3d)
수직부 재귀반사판(1001-2f, 1001-3f)
베이스(108)
플레이트(103a)
태양광 위치 감지부(3001)
제어부(3002)
로터부(3003)
수직반사판(3004)
전력집합부(4005)
태양전지의 생산전력 감지부(4001)
섹터부(4003 또는 4004)
보충전력 공급부(4002a 또는 4002b)
다이오드 (11-3)Power Plant (1)
(4)
The power pump unit (3)
Capacitor (2)
External power (2-0)
The
The automatic level adjusting unit 13-2
The power-
Spare power source, reserve capacitor (2-1)
Inverter (4-1)
Solar cell (101)
High altitude direct light (102a)
The low-altitude
The posts (103, 203)
The high-altitude reflection light 102a-1
The low-altitude reflected light 102b-1
The flat reflective plate 104-1,
The hemispherical curved reflector 104-2d
The
The spherical reflector 104-2
The plurality of solar panels 101-1, 101-2, 101-3, 201-1, 201-2, 201-3,
The direct light sectors 101-1a, 101-2a, 101-3a,
Non-direct light (102x)
The shading sectors 101-1b, 101-2b, 101-3b, 201-1b, 201-2b, 201-3b,
The retroreflective plate 1001-2, 2001-2, 2001-3, 1001-2c, 2001-2c,
The reflection light sectors 101-1c, 101-2c, 101-3c, 201-1c, 201-2c, 201-3c,
The first high reflection plate (1001-2d)
The second low reflectance reflector (1001-2e)
The horizontal retroreflective plates 1001-2d, 1001-3d,
The vertical retroreflective plates 1001-2f, 1001-3f,
The
The plate (103a)
The solar light
The
In the
The
The
The solar cell production
The
The supplemental
Diode 11-3
Claims (18)
태양광을 반사하는 적어도 하나의 반사판;
상기 반사판으로부터의 반사광 및 태양으로부터의 직사광이 함께 상기 태양전지로 공급되어서 전력 생산이 이루어지는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 발전설비. At least one solar cell capable of producing power by solar light;
At least one reflector reflecting sunlight;
And the reflected light from the reflection plate and the direct light from the sun are supplied to the solar cell together to produce electric power.
상기 반사판은 평면이고 태양의 고도에 따라 각도가 조절되도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지 발전설비. The method according to claim 1,
Wherein the reflection plate is flat and the angle is adjusted according to the altitude of the sun.
상기 반사판은 반구형 곡면으로 되어서 태양의 고도 변화에도 불구하고 상기 반사광이 상기 태양전지로 향하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지 발전설비. The method according to claim 1,
Wherein the reflection plate has a hemispherical curved surface so that the reflected light is directed to the solar cell despite the altitude change of the sun.
상기 태양전지에는 태양을 향해 방향을 조절하는 제어부 및 상기 제어부의 조절에 따라 상기 태양전지를 회전시키는 로터부의 구성을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 발전설비.The method according to claim 1,
Wherein the solar cell further comprises a control unit for controlling the direction toward the sun and a rotor unit for rotating the solar cell according to the control of the control unit.
상기 태양전지에는 일기에 따른 태양전지의 생산전력을 감지하여 유효전력 미만일 때 보충전력을 공급하여 상기 생산전력을 유효전력 이상으로 증가시키는 전력펌프부의 연동 구성을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 발전설비. The method according to claim 1,
Further comprising an interlocking structure of a power pump unit for detecting a production electric power of the solar cell according to a weather and supplying supplementary electric power when the electric power is less than the effective electric power to increase the production electric power to more than the effective electric power. equipment.
상기 태양전지를 적어도 둘 이상의 다층으로 설치할 수 있는 구조의 포스트;
상기 태양전지의 표면에서 반사된 태양광을 재귀시키는 적어도 하나 이상의 재귀반사판;
상기 포스트로서 상기 태양전지를 다층으로 격납하되 층별 격납되는 상기 태양전지 사이에 상기 재귀반사판을 게재 삽입함으로써,
상기 재귀된 반사광이 상기 층간 태양전지로 공급되어서 전력 생산이 이루어지는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 발전설비. A solar cell capable of generating electricity by receiving sunlight;
A post having a structure in which the solar cell can be installed in at least two or more layers;
At least one retroreflector for recirculating solar light reflected from a surface of the solar cell;
And the retroreflector is inserted between the solar cells stored in the layer as the posts to store the solar cells in multiple layers,
And the reflected light is supplied to the interlayer solar cell to generate electric power.
상기 다층 태양전지에는 태양전지로부터의 생산전력을 감지하여 유효전력 미만일 때 보충전력을 공급하여 상기 생산전력을 유효전력 이상으로 조절하는 전력펌프부의 연동 구성을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 발전설비.The method according to claim 6,
Wherein the multi-layer solar cell further includes an interlocking structure of a power pump unit for detecting production electric power from the solar cell and supplying supplemental electric power when the electric power is less than the effective electric power to regulate the produced electric power to more than the effective electric power. .
상기 다층 태양전지는 층별 또는 섹터별로 생산전력을 결합하는 전력집합부를 통해 출력 루트를 이루되, 상기 전력집합부의 앞단에서 상기 각 태양전지의 생산전력을 감지하여 유효전력 미만인 층 또는 섹터가 감지될 경우 해당 층 또는 섹터에 대하여 보충전력을 공급함으로써 전체 태양전지의 생산전력을 유효전력 이상으로 조절하는 전력펌프부의 연동 구성을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 발전설비.The method according to claim 6,
The multi-layer solar cell is an output route through a power collecting unit that combines production power for each layer or each sector. When a layer or a sector less than the effective power is sensed by detecting the production power of each solar cell at the front end of the power collecting unit Further comprising an interlocking arrangement of a power pump unit for regulating the production power of the entire solar cell to more than the effective power by supplying supplementary electric power to the layer or the sector.
상기 포스트는 태양전지의 방향을 조절하는 제어부 및 상기 제어부의 조절에 따라 상기 포스트를 회전시키는 로터부에 연동되는 구성을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 발전설비.The method according to claim 6,
Wherein the post further comprises a control unit for controlling a direction of a solar cell and a structure for interlocking with a rotor unit for rotating the post according to the control of the control unit.
상기 반사판 또는 재귀반사판은 태양광을 도파하는 광섬유 유도관 또는 금속성 도파관으로 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지 발전설비. 7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Wherein the reflector or the retroreflector comprises an optical fiber induction tube or a metallic waveguide for guiding sunlight.
상기 재귀반사판은 평면이고 태양의 고도에 따라 각도가 조절되도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지 발전설비. The method according to claim 6,
Wherein the recursive reflector is planar and the angle is adjusted according to the altitude of the sun.
상기 재귀반사판은 곡면으로서 태양의 고도 변화에 불구하고 상기 재귀된 반사광이 상기 태양전지를 향하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지 발전설비. The method according to claim 6,
Wherein the recursive reflector is configured such that the recurrent reflected light is directed to the solar cell despite the altitude change of the sun as a curved surface.
상기 재귀반사판은 태양의 고고도 범위 및 저고도 범위에 대응하여 적어도 둘 이상의 반사각도로 구분된 복수개의 반사판인 것을 특징으로 하는 태양전지 발전설비.The method according to claim 6,
Wherein the retroreflector is a plurality of reflectors separated at least by two or more reflection angles corresponding to the altitude range and the altitude range of the sun.
상기 복수개의 반사판은 구면반사판, 평면반사판 중 선택된 어느 하나 또는 둘을 혼합한 것이되, 각각 반사각이 다르게 구분 배치된 것을 특징으로 하는 태양전지 발전설비.15. The method of claim 14,
Wherein the plurality of reflectors is a mixture of one or two selected from a spherical reflector and a planar reflector, and each of the plurality of reflectors is divided and arranged at different angles of reflection.
상기 복수개의 반사판은 제1반사판 및 제2반사판으로 구분되는 구면반사판이되 그 중 하나는 확산형 구면반사체이고, 다른 하나는 집광형 구면반사체로서 구분 배치된 것을 특징으로 하는 태양전지 발전설비.15. The method of claim 14,
Wherein the plurality of reflectors is a spherical reflector divided into a first reflector and a second reflector, one of which is a diffuse spherical reflector, and the other is a light collecting spherical reflector.
상기 재귀된 반사광은 상기 태양전지와 상기 재귀반사판 사이를 경유하면서 인근의 태양전지 다층 그룹으로 관통되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 태양전지 발전설비. The method according to claim 6,
And the reflex reflected light is arranged to pass through the neighboring solar cell multi-layer group passing between the solar cell and the retroreflective plate.
상기 재귀반사판은 수평 및 수직으로 배치되어서 상기 재귀된 반사광이 폐쇄된 공간 내에서 재귀를 반복하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지 발전설비. The method according to claim 6,
Wherein the recursive reflector is arranged horizontally and vertically so that the recurrent reflected light is configured to repeat recurrence in a closed space.
상기 포스트 하단의 바닥이 반사재로 이루어진 구성을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 발전설비.
7. The method according to claim 1 or 6,
And the bottom of the lower portion of the post is made of a reflective material.
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|---|---|---|---|---|
| KR0153635B1 (en) | 1995-12-29 | 1998-10-15 | 김태구 | Auxiliary parking brake |
| KR20150008277A (en) | 2013-07-11 | 2015-01-22 | 삼성전자주식회사 | A method for sharing electronic document and apparatuses therefor |
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Patent Citations (2)
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| KR0153635B1 (en) | 1995-12-29 | 1998-10-15 | 김태구 | Auxiliary parking brake |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 상기 두 개의 선행기술은 전기전자 부분의 구성을 포함하는 발명이지만 본 발명은 여기에 다층 구조에 특화한 광학적 기술을 부가하는 착상이므로 서로는 상호보완적이며, 특히 본 발명은 전기전자와 제어기구부가 융합되어서 얻어지는 목적, 구성, 효과에서 특별한 진보성이 있다. |
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